Neobnovitelná část obnovitelné energetiky. Vědci konečně tuší, co si počít s vysloužilými vrtulemi

Větrné turbíny mají jako čisté zdroje energie zásadní význam pro řešení klimatických změn, tvrdí analýzy například Mezivládního panelu IPCC. Mají ale zásadní problém: když doslouží, tak se stávají v podstatě nezničitelným odpadem. Nový výzkum, který teď vyšel v odborném žurnálu Nature, ukazuje možnosti, jak s nimi naložit, když doslouží.

Větrníky musí snést i ten nejsilnější vítr, vydržet v nepřetržitém provozu desítky let a stále se otáčet – průměrně třicetkrát za minutu. Lopatky větrných elektráren jsou z technologického hlediska zázrak důvtipu lidské technologie, jenže všechny tyto výhody jsou spojené s jednou neméně důležitou nevýhodou.

Lopatky větrných turbín se vyrábějí z pevného plastu – takzvané epoxidové pryskyřice. Kvůli chemickým vazbám, které vznikají při jejím tuhnutí, ji nelze roztavit ani změkčit natolik, aby změnila tvar a dala se využít jinak. Plast pro turbíny je navíc vylepšený sklolaminátovými vlákny pro ještě větší pevnost – recyklaci to ale ještě víc komplikuje. Zkrátka: tyto materiály jsou tak odolné, že v současné době neexistuje technologie, která by byla vhodná pro jejich recyklaci. 

Zatím to velký problém nebyl, ale jak větrných turbín přibývá, přibude i těchto „vysloužilců“. Expertní odhady říkají, že do roku 2050 bude z provozu vyřazeno přibližně 43 milionů tun těchto lopatek, aniž by měly další uplatnění. 

Vědci si hloubku a rozsah problému samozřejmě uvědomují a už řadu let na jeho řešení pracují – zatím spíše neúspěšně. Zvažované metody totiž dokážou získat jen vlákna, ale epoxidová část je nepoužitelná. Dánští vědci se teď rozhodli vyvinout dostatečně šetrnou metodu, která by umožnila opětovné použití hlavních složek.

„Potřebujeme obnovitelné zdroje energie, ale současně nemůžeme ignorovat, že z nich vznikají odpady – a musíme vymyslet nějaké řešení,“ popsal pro MIT Review dánský inženýr Alexander Ahrens, který vedl výzkum, jenž nabídl možné východisko.

Práce s plastem

Práce publikovaná v Nature popisuje způsob, jak obnovit hlavní součásti lopatek větrných turbín rozkladem plastu, který je drží pohromadě, aniž by se tak zničily základní stavební prvky materiálu.

Jejich přístup se konkrétně zaměřuje na chemické vazby, které udržují plast stabilní. Když je naruší, mohou umělou pryskyřici zničit. „Rozžvýká je to jako Pac-Man – prostě rozžvýká epoxid a uvolní skleněná vlákna,“ popisuje další autor výzkumu Troels Skrydstrup.

Aby vědci epoxidové materiály rozložili, ponořili je do směsi rozpouštědel a přidali katalyzátor, který pomohl urychlit chemickou reakci. Vše zahřívali na teplotu 160 °C po dobu 16 hodin až několika dní, dokud se cílový materiál zcela nerozložil.

Po několika počátečních testech vědci použili svou metodu k rozložení kousku lopatky větrné turbíny o velikosti asi třikrát tři centimetry. Rozpuštění na vlákna a plast trvalo šest dní. Může to vypadat jako neúspěch – tímto tempem by rozpouštění velké turbíny trvalo věčnost. Ale podle Skrydstrupa je to poprvé, kdy se vědcům podařilo rozložit vyztužený epoxidový materiál a získat zpět jak stavební prvky plastu, tak skleněná vlákna uvnitř, aniž by došlo k jejich poškození.

Skydrup současně varuje, že tento laboratorní proces nemusí být snadné škálovat – tedy provozovat ho v průmyslovém měřítku. Současně věří, že stojí na začátku a že už samotný koncept této chemické technologie je důležitý. Další týmy mají na co navazovat, až budou zkoumat právě škálovatelnost, ale také to, jak proces urychlit a udělat levnějším – to znamená zejména snížit teplotu nutnou pro reakci.

Na cestě

Určující je v celém řešení ruthenium. Jedná se vzácný kov, bez kterého je reakce nemožná – a je ho k ní zapotřebí docela hodně. Přestože se během reakce nespotřebovává, mohlo by být obtížné jej získat zpět a znovu použít, varují vědci.

Není to jediná cesta, jak rozložit hmotu větrných turbín. Stejný tým nedávno oznámil další proces založený na jiných principech, ale u něj neuvedl postup; bude o něm informovat až v publikovaných studiích. Zatím se o něm ví jen to, že má být dvousložkový a podle Skydrupa by mohl být praktičtější. 

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Ve Středomoří, které proměňuje globální oteplování, se daří invazním druhům

Středozemní moře se stále rychleji mění kvůli rychle přibývajících invazním druhům. Vědci hledají cesty, jak tento proces zpomalit.
před 2 hhodinami

Miliony lidí na severní polokouli pozorovaly zatmění Slunce. Vidět bylo i v Česku

Miliony lidí na severní polokouli ve středu večer SELČ vzhlížely k obloze a sledovaly zatmění Slunce. Úplné bylo pozorovatelné na Islandu, v Grónsku, na severu Ruska či na Pyrenejském poloostrově. Na dalších místech polokoule, včetně velké části Evropy, severu Spojených států, Kanady či severozápadní Afriky, bylo možné pozorovat zatmění částečné. To bylo výrazně viditelné i v Česku, kde byly pro pozorování veskrze skvělé podmínky. Totéž platí i pro roje Perseid, které vrcholí v noci na čtvrtek.
včeraAktualizovánopřed 14 hhodinami

Miliardy těles, biliony pixelů. Astronomové zveřejnili největší mapu vesmíru

Vědci dokončili jeden z nejambicióznějších vědeckých projektů současnosti – rozsáhlou mapu, která zachycuje tři čtvrtiny oblohy a většinu viditelných objektů na ní.
před 20 hhodinami

Při červnové vlně veder zemřelo v Česku více lidí, než je obvyklé

Český statistický úřad tento týden zveřejnil data o úmrtnosti za duben až červen. Čísla ukazují, kolik lidí umřelo v průběhu první letošní vlny veder na konci června, a zasazují je do kontextu úmrtí v celé Evropě ve stejném období.
před 20 hhodinami
Doporučujeme

Když zatmění měnilo dějiny. Tři příběhy, v nichž temnota ve dne ovlivnila historii

Zatímco v současnosti se zatmění Slunce chápe většinou už jen jako velký spektákl, tak v minulosti taková událost doslova „psala dějiny“.
8. 4. 2024Aktualizovánovčera v 11:13

Sopka Santorini chrlila stovky let masivní množství jedů. Přesto ji kolonizoval život

Vulkán Santorini ve Středozemním moři měl po tisíce let přes extrémně toxické podmínky velmi bujný ekosystém složený z organismů, které se dokázaly na toto prostředí adaptovat, ukázala studie.
včera v 11:00

Motýli se kvůli změně klimatu i intenzivnímu zemědělství přesouvají

Na lidmi způsobené klimatické změny reagují i motýli, v přírodě se přesouvají do jiných lokalit. Vadí jim vysoké teploty, sucho nebo třeba časný nástup oteplování po zimě. Vyplývá to z mezinárodní studie, na níž se podíleli i čeští experti. Analyzovali 1758 druhů motýlů ve 105 zemích. Zjistili, že osmdesát procent přesunů motýlů souvisí právě s klimatickými změnami.
včera v 08:44
Doporučujeme

Zatmění Slunce přinese „býčí rohy“ a dva soumraky. Jak se připravit?

Výjimečný souběh dvou zajímavých astronomických událostí se odehraje na obloze ve středu večer. Nejprve oblohu ztemní zatmění Slunce, jen aby ji poté rozzářily Slzy svatého Vavřince, neboli meteorický roj Perseidů. Přinášíme užitečné rady a informace.
11. 8. 2026

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.